2º. evaluacion de columnas

I. OBJETIVOS

- Estudiar la respuesta de la columna a los caudales de aire y agua (sistema bifásico) circulando al interior de la columna en contracorriente.

- Evaluar la caída de presión de una columna de relleno frente a las variaciones de flujo de aire y agua.

- Determinar los parámetros de flujo y localizar los puntos de carga e inundación de la columna.

II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

COLUMNAS

Son dispositivos cilíndricos de funcionamiento vertical en cuyo interior se disponen materiales de contacto. Las columnas tienen un cierto diámetro y son de considerable altura de acuerdo a la capacidad de procesamiento y al grado de separación que se espera en la columna, por lo cual circula el sistema bifásico, generalmente en contracorriente, tal que la fase pesada se inyecta por la parte superior y la fase liquida por la parte inferior.

Las columnas o torres de separación son los equipos más ampliamente utilizadas en la transferencia de masa, ya sea en operaciones como: destilación batch con rectificación, destilación continua, destilación reactiva, absorción de gases, desorción de gases, humidificadores adiabáticos, extracción liquida, etc. Son dispositivos que facilitan el contacto continuo entre las fases que circulan por su interior, incrementando el área de transferencia de masa interfacial gracias a los dispositivos de contacto interno instalados y promoviendo la separación de componentes.

Las columnas vacías son usadas para estudios de investigación de transferencia de masa de pared mojada; sin embargo, a nivel industrial las columnas no son vacías, por el contrario se dispone en su interior diversos dispositivos de contacto mecánico (no confundir con catalizadores o lechos de interacción), cuya única finalidad es de incrementar la superficie interfacial de contacto bifásico y bajo algún grado de turbulencia provocar una mayor velocidad de transferencia de masa entre las fases en contacto, estas pueden ser: platos, rellenos, etc.

Las columnas de relleno están conformadas por la carga aleatoria, randómica o al azar de ciertos materiales particulados inertes denominados como relleno o empaque dispuestos por una determinada altura al interior de la columna. Los rellenos tienen la función principal de dispersar al máximo la corriente de gas o vapor con la corriente liquida que fluyen al interior de la columna, vale decir aumentan la superficie interfacial de contacto de fases para incrementar a la vez la tasa de transferencia de masa del componente deseado.

RELLENOS

- Anillos: Raschig, Pall, Lessing- Sillas: Berl, Intalox, Flexipak, Telerette

Las columnas con platos constituyen la discretización de la columna con superficies planas transversales al interior de la columna denominado como platos, bandejas, pisos, etc., que conforman las múltiples etapas de contacto lo largo de la columna. Estos platos pueden estar simplemente perforados o disponer válvulas, campanas o ciertos dispositivos que permitan retener parcialmente el líquido que desciende a través dela columna a la vez que hacen burbujear intensamente el gas o vapor que asciende por la columna, provocando el buen contacto de fases y una alta tasa de transferencia de masa de los componentes deseados.

PLATOS

- Perforados: la parte principal del plato es una hoja horizontal de metal perforado, transversal al cual fluye le liquido; el gas en forma ascendente a través de las perforaciones. El gas dispersado de las perforaciones, expande al líquido en una espuma turbulenta, que se caracteriza por un superficie interfacial muy grande con respecto a la transferencia de masa.

- Capuchas: en estos platos, chimeneas o elevadores llevan el gas a través del plato y por debajo de las capuchas que coronan los elevadores. Una serie de ranuras en el bordo de cada capucha, y el gas pasa a través de éstas para ponerse en contacto con el líquido que fluye a través de las mismas.

- Válvulas: estos son platos perforados con grandes aberturas variables para el flujo del gas. Las perforaciones están cubiertas con capuchas móviles que se elevan cuando aumenta el flujo del gas.

- De Linde: es lo que se llama plato acanalado. Estos canales, distribuidos a través del plato, no sólo reducen el gradiente hidráulico en platos grandes. Por el contrario, están distribuidos de tal forma que también modifican la dirección del flujo del líquido para eliminar áreas estancadas y lograr, hasta donde sea posible, un flujo tapón deseable del líquido a través del plato.

- Ranurados:

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

PROCEDIMIENTO

1. Instalar correctamente los dispositivos y conexiones hacia la columna de relleno:

a. Carga del tanque de agua, operación de la bomba y del rotámetro.b. Aire comprimido y suministro hacia la columna.c. Nivelación y acondicionamiento de los piezómetros de agua (columna) y de

mercurio (inyección de aire).

2. Determinar la temperatura del agua, el aire y del medio ambiente.3. Para iniciar la operación y evaluación de la columna, fijar primeramente el caudal del

agua hacia la columna (siendo la primera opción Qagua = 0 ó estado de relleno seco) y variar la inyección del aire hacia la columna desde n valor mínimo hasta el máximo valor que admita el equipo. Sin que sobrepase la capacidad de los piezómetros (evítese el vaciado o expulsión del líquido). Efectuar la lectura de los piezómetros en cada variación de flujo de aire.

4. Fijar en un nuevo caudal el flujo de agua y volver a variar el flujo de aire desde un mínimo hasta el máximo permisible del equipo, reportar nuevamente las variaciones de altura en los piezómetros. Repetir la operación hasta n máximo caudal de agua.

El suministro de agua es a través de un rotámetro estándar en L/min.Mientras que la inyección del aire se realiza a través de un medidor de orificio, cuya variación de presión se registra a través piezómetro que utiliza mercurio líquido. Los datos de la placa de orificio son:

Co=0.61D1=16 .2mm=0 .0162mD2=7 .5mm=0 .0075m

TH2O = 16.5 ºC

TAmbiente = 16.0 ºC

TAire comp. = 16.9 ºC

CALCULOS

- DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE AIRE:

Q=Co . A1

√ β4−1.√2g (ΔhHg ) [ ρHg− ρAire

ρAire]

Donde:

A1=πD12/ 4

A1=π .(0.0162m)2 /4

A1=2 .0612 x10−04m2

A2=πD22 /4

A2=π .(0 .0075m)2 /4

A2=4 .4179 x10−05m2

g=9 .81m /s2

β=D1 /D2=0.0162m /0 .0075m=2.16

ρHg=13555.698Kg /m3

ρAire=M Aire P

RT=29

KgKmol

∗0 .7211atm

0.082057atm.m3

Kmol .K∗290 .05K

=0.878570Kgm3

ΔhHg = Variación de altura de mercurio en el piezómetro (m).

ρ= Densidad (de mercurio y del aire respectivamente).

Q = Caudal del aire (m3/s), convertir luego a m3/h.

Mostramos los valores de variación de altura de mercurio en el piezómetro de la inyección de aire para cada caudal sugerido para el agua:

CAUDAL DEL AGUA A 0 L/min:

QH2O

L/minVARIACION DE FLUJO DE AIRE

h1 (mm) h2 (mm) Δh (mm) Δh (m)

0

292 307 15 0.015287 313 26 0.026280 319 39 0.039275 324 49 0.049270 328 58 0.058265 334 69 0.069260 338 78 0.078255 343 88 0.088

Y se realiza los cálculos para determinar el QAire en cada variación de flujo de aire:

Q1=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9.81 g/m2 (0 .015m) [13555 .698Kg /m3−0 .878570 Kg /m3

0 .878570 Kg /m3 ]Q1=1.8591 x10

−03m3 /s=6 .6929m3 /h

Q2=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .026m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q2=2 .4477 x10

−03m3/ s=8 .8116m3/h

Q3=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .039m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q3=2 .9978 x 10

−03m3 /s=10 .7919m3/h

Q4=0.61∗2.0612 x10−04m2

√2 .16−1.√2∗9 .81g /m2 (0 .049m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q4=3.3602 x10

−03m3/ s=12.0966m3 /h

Q5=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .058m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q5=3 .6558 x 10

−03m3 /s=13 .1607m3/h

Q6=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2 .16−1.√2∗9 .81g /m2 (0 .069m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q6=3 .9874 x10

−03m3 /s=14 .3546m3/h

Q7=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81g/m2 (0 .078m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570 Kg /m3

0.878570 Kg /m3 ]Q7=4 .2395 x 10

−03m3 /s=15 .2621m3 /h

Q7=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81g/m2 (0 .088m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570 Kg /m3

0.878570 Kg /m3 ]Q7=4 .5030 x10

−03m3 /s=16 .2109m3/h

Los valores de QAire se muestran en la tabla siguiente, determinando también su logaritmo neperiano:

QAire

m3/sQAire

m3/hLn QAire

0.00185913 6.69285686 1.901040820.00244765 8.8115555 2.176063990.00299775 10.7919074 2.378796540.00336017 12.0966175 2.492925870.00365576 13.1607277 2.577237220.00398738 14.3545788 2.664068970.00423946 15.2620618 2.725370130.00450303 16.2109043 2.78568412


QH2O VARIACION DE FLUJO DE AIRE

L/min h1 (mm) h2 (mm) Δh (mm) Δh (m)

4

295 304 9 0.009290 309 19 0.019285 314 29 0.029280 319 39 0.039275 324 49 0.049270 329 59 0.059265 334 69 0.069260 338 78 0.078


Q1=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9.81 g/m2 (0 .009m) [13555 .698Kg /m3−0 .878570 Kg /m3

0 .878570 Kg /m3 ]Q1=1.4401 x10

−03m3 /s=5 .1843m3 /h

Q2=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .019m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q2=2 .0924 x 10

−03m3/ s=7 .5326m3 /h

Q3=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .029m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q3=2 .5850 x10

−03m3 /s=9 .3060m3/h

Q4=0.61∗2.0612 x10−04m2

√2 .16−1.√2∗9 .81g /m2 (0 .039m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q4=2.9978 x10

−03m3 /s=10 .7919m3 /h

Q5=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .049m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q5=3 .3602 x10

−03m3 /s=12 .0966m3 /h

Q6=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2 .16−1.√2∗9 .81g /m2 (0 .059m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q6=3 .6871x 10

−03m3 /s=13 .2737m3/h

Q7=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81g/m2 (0 .069m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q7=3 .9874 x10

−03m3 /s=14 .3546m3/h

Q7=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81g/m2 (0 .078m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q7=4 .2395 x 10

−03m3 /s=15 .2621m3 /h


QAire

m3/sQAire

m3/hLn QAire

0.00144007 5.18426463 1.645628000.00209238 7.53256187 2.019235210.00258501 9.30603981 2.230663630.00299775 10.7919074 2.378796540.00336017 12.0966175 2.492925870.00368714 13.2736974 2.585784440.00398738 14.3545788 2.664068970.00423946 15.2620618 2.72537013


QH2O



8

295 304 9 0.009290 309 19 0.019285 314 29 0.029280 318 38 0.038275 323 48 0.048270 328 58 0.058


Q1=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9.81 g/m2 (0 .009m) [13555 .698Kg /m3−0 .878570 Kg /m3

0 .878570 Kg /m3 ]Q1=1.4401 x10

−03m3 /s=5 .1843m3 /h

Q2=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .019m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q2=2 .0924 x 10

−03m3/ s=7 .5326m3 /h

Q3=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .029m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q3=2 .5850 x10

−03m3 /s=9 .3060m3/h

Q4=0.61∗2.0612 x10−04m2

√2 .16−1.√2∗9 .81g /m2 (0 .038m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q4=2.9591 x10

−03m3 /s=10 .6527m3 /h

Q5=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .048m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q5=3 .3257 x 10

−03m3/ s=11.9726m3 /h

Q6=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2 .16−1.√2∗9 .81g /m2 (0 .058m )[13555.698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q6=3 .6558x 10

−03m3/ s=13.1607m3 /h


QAire

m3/sQAire

m3/hLn QAire

0.00144007 5.18426463 1.645628000.00209238 7.53256187 2.019235210.00258501 9.30603981 2.230663630.00295907 10.6526512 2.36580880

0.00332571 11.9725463 2.482616220.00365576 13.1607277 2.57723722


QH2O



12295 303 8 0.008290 309 19 0.019285 314 29 0.029


Q1=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9.81 g/m2 (0 .008m) [13555 .698Kg /m3−0 .878570 Kg /m3

0 .878570 Kg /m3 ]Q1=1.3577 x10

−03m3 /s=4 .8878m3 /h

Q2=0 .61∗2 .0612 x10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .019m )[13555 .698Kg /m3−0 .878570Kg /m3

0 .878570Kg /m3 ]Q2=2 .0924 x 10

−03m3/ s=7 .5326m3 /h

Q3=0 .61∗2 .0612x 10−04m2

√2.16−1.√2∗9 .81 g/m2 (0 .029m )[13555 .698Kg /m3−0.878570Kg /m3

0.878570Kg /m3 ]Q3=2 .5850 x10

−03m3 /s=9 .3060m3/h


- DETERMINACIÓN DE LA CAÍDA DE PRESIÓN EN LA COLUMNA

Determinado entre el fondo (PI) y el tope superior (PS) de la columna:

QAire

m3/sQAire

m3/hLn QAire

0.00135771 4.88777157 1.586736490.00209238 7.53256187 2.019235210.00258501 9.30603981 2.23066363

ΔPc=P I−PS=(Δhi−Δhs ) .g . ρH 2ODonde:

Δh = Variación de altura de agua en los piezómetros, del fondo (I) y del tope (S) de la columna (m)ΡH20 = Densidad del agua líquida (Kg/m3).ΔPc = Caída de presión en la columna (Pa).

Se realiza los cálculos para determinar los valores de caída de presión en la columna para cada caudal sugerido para el agua, teniendo en cuenta las tablas siguientes con los cálculos respectivos de variación de altura de agua en los piezómetros, del fondo (I) y del tope (S).


QH2O

L/min

COLUMNA ESTADO DE RELLENO SECOI S

h1 (mm) h2 (mm) Δh I (mm) Δh I (m) h1 (mm) h2 (mm) Δh S (mm) Δh S (m)

0

283 339 56 0.056 300 350 50 0.050251 367 116 0.116 271 377 106 0.106218 400 182 0.182 240 408 168 0.168189 425 236 0.236 217 431 214 0.214163 452 289 0.289 191 458 267 0.267111 503 392 0.392 141 508 367 0.36784 527 443 0.443 117 532 415 0.41540 580 540 0.540 77 581 504 0.504

ΔPc1=(0 .056−0 .050 )m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc1=58.7929Kg /m . s2=58 .7929 Pa

ΔPc2=(0.116−0 .106 )m∗9 .81m/ s2∗998 .86K /m3

ΔPc2=97 .9882Kg/m . s2=97 .9882 Pa

ΔPc3=(0 .182−0 .168 )m∗9 .81m/ s2∗998.86K /m3

ΔPc3=137 .1834Kg /m . s2=137 .1834 Pa

ΔPc4=(0.236−0 .214 )m∗9 .81m / s2∗998 .86K /m3

ΔPc4=215 .5740Kg /m . s2=215.5740 Pa

ΔPc5=(0 .289−0 .267 )m∗9.81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc5=215 .5740Kg /m . s2=215 .5740 Pa

ΔPc6=(0 .392−0 .367 )m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc6=244 .9704Kg /m . s2=244 .9704 Pa

ΔPc7= (0.443−0 .415 )m∗9.81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc7=274 .3669Kg /m . s2=274 .3669 Pa

ΔPc8=(0 .540−0.504 )m∗9 .81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc8=352 .7574 Kg /m . s2=352.7574 Pa

Los valores de ΔPc se muestran en la tabla siguiente, determinando también su logaritmo neperiano.

caída de presión en la columnaΔPc (Kg/m.s2)

Ln(ΔPc)(Δh I - Δh S).g.ρagua

58.7928996 4.0740210997.9881660 4.58484672

137.1834324 4.92131895215.5739652 5.37330408215.5739652 5.37330408244.9704150 5.50113745274.3668648 5.61446613352.7573976 5.86578056


QH2O

L/min

COLUMNA ESTADO DE RELLENO MOJADOI S


4

296 323 27 0.027 314 335 21 0.021267 353 86 0.086 288 360 72 0.072238 380 142 0.142 263 384 121 0.121201 416 215 0.215 233 416 183 0.183170 444 274 0.274 209 440 231 0.231129 484 355 0.355 176 474 298 0.29887 524 437 0.437 143 506 363 0.36363 547 484 0.484 125 523 398 0.398

ΔPc1=(0 .027−0 .021 )m∗9 .81m / s2∗998 .86K /m3

ΔPc1=58.7929Kg /m . s2=58 .7929 Pa

ΔPc2=(0.086−0 .072 )m∗9 .81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc2=137 .1834Kg /m . s2=137 .1834 Pa

ΔPc3=(0 .142−0 .121 )m∗9 .81m / s2∗998 .86K /m3

ΔPc3=205 .7752Kg /m . s2=205 .7752Pa

ΔPc4=(0.215−0 .183 )m∗9.81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc4=313 .5621Kg /m . s2=313 .5621Pa

ΔPc5=(0 .274−0 .231 )m∗9.81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc5=421.3491Kg /m . s2=421 .3491 Pa

ΔPc6=(0 .355−0 .298 )m∗9 .81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc6=558 .5325Kg /m . s2=558 .5325Pa

ΔPc7= (0.437−0 .363 )m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc7=725 .1124Kg /m . s2=725 .1124Pa

ΔPc8=(0 .484−0 .398 )m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc8=842 .6982Kg /m . s2=842.6982Pa




58.7928996 4.07402109137.1834324 4.92131895205.7751486 5.32678406313.5621312 5.74799753421.3491138 6.04346174558.5325462 6.32531289725.1124284 6.58632672842.6982276 6.73660892


QH2O

L/min



8

292 329 37 0.037 312 338 26 0.026251 368 117 0.117 282 367 85 0.085226 392 166 0.166 267 381 114 0.114192 424 232 0.232 244 405 161 0.161155 460 305 0.305 219 430 211 0.21197 518 421 0.421 193 457 264 0.264

ΔPc1=(0 .037−0 .026 )m∗9 .81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc1=107 .7870Kg /m . s2=107 .7870Pa

ΔPc2=(0.117−0 .085 )m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc2=313 .5621Kg /m . s2=313 .5621Pa

ΔPc3=(0 .166−0.114 )m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc3=509 .5385Kg /m . s2=509 .5385Pa

ΔPc4=(0.232−0 .161 )m∗9 .81m / s2∗998 .86K /m3

ΔPc4=695 .7160Kg /m . s2=695 .7160 Pa

ΔPc5=(0 .305−0 .211)m∗9.81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc5=921 .0888Kg /m . s2=921.0888 Pa

ΔPc6=(0 .421−0 .264 )m∗9 .81m / s2∗998 .86K /m3

ΔPc6=1538 .4142Kg /m . s2=1538.4142 Pa




107.7869826 4.68015690313.5621312 5.74799753509.5384632 6.23350534695.7159786 6.54494150921.0887604 6.82555641

1538.4142062 7.33850743


Q(H2O) L/min



12285 333 48 0.048 312 337 25 0.025239 375 136 0.136 289 358 69 0.069189 428 239 0.239 265 383 118 0.118

ΔPc1=(0 .048−0 .025 )m∗9 .81m/ s2∗998.86K /m3

ΔPc1=225 .3728Kg /m . s2=225 .3728 Pa

ΔPc2=(0.136−0 .069 )m∗9 .81m /s2∗998 .86K /m3

ΔPc2=656 .5207Kg /m . s2=656 .5207Pa

ΔPc3=(0239−0 .118)m∗9 .81m /s2∗998.86K /m3

ΔPc3=1185.6568Kg /m . s2=1185.6568Pa

Los valores de ΔPc se muestran en la tabla siguiente, determinando también su logaritmo neperiano:



225.3727818 5.41775584656.5207122 6.486954241185.656809 7.07805217

- EXPRESION DE UNA GRAFICA SIMPLE DE LA VARIACION DE LA CAIDA DE PRESION EN LA COLUMNA DE RELLENO (Pa) FRENTE A LA VARIACION DEL CAUDAL DE AIRE (m3/h), Y MOSTRAMOS LA CORRELACION EMPIRICA DE CAIDA DE PRESIÓN

- CAUDAL DEL AGUA A 0 L/min:

Ln Q(Aire) Ln(ΔPc)X Y

1.90104082 4.074021092.17606399 4.584846722.37879654 4.921318952.49292587 5.373304082.57723722 5.373304082.66406897 5.501137452.72537013 5.614466132.78568412 5.86578056

1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 34

4.24.44.64.8

55.25.45.65.8

6

f(x) = 1.96304927075699 x + 0.329222126430643R² = 0.983275942911987

Ln Qaire V.S. Ln ΔPc

LnΔPc

Ln Qaire

Mostramos la ecuación de la gráfica: Y = 1.963X + 0.329

De donde:

m = pendiente = 1.963

LnK = 0.329, por tanto K = 1.3896



1.64562800 4.074021092.01923521 4.921318952.23066363 5.326784062.37879654 5.747997532.49292587 6.043461742.58578444 6.325312892.66406897 6.586326722.72537013 6.73660892

1.50000000 2.00000000 2.50000000 3.000000004

4.5

5

5.5

6

6.5

7

f(x) = 2.47278313904698 x − 0.073029847547514R² = 0.993799739067341


LnΔPc

Ln Qaire


De donde:


LnK = 0.073, por tanto K = 1.0757



1.64562800 4.680156902.01923521 5.747997532.23066363 6.233505342.36580880 6.544941502.48261622 6.825556412.57723722 7.33850743

1.00000000 1.50000000 2.00000000 2.50000000 3.000000004.00000000

4.50000000

5.00000000

5.50000000

6.00000000

6.50000000

7.00000000

7.50000000

8.00000000

f(x) = 2.69534560428119 x + 0.24424277776933R² = 0.989803200745717


LnΔPc

Ln Qaire


De donde:


LnK = 0.244, por tanto K = 1.2763


1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.35.00000000

5.50000000

6.00000000

6.50000000

7.00000000

7.50000000

f(x) = 2.56267565381018 x + 1.34178633547582R² = 0.999043662136145


Ln ΔPc

Ln Qaire


De donde:


LnK = 1.341, por tanto K = 3.8229

IV. CONCLUSIONES

- Se reconocieron las principales columnas de operación que se muestran en las instalaciones del laboratorio de Transferencia de Masa; así como aquellas columnas que poseen anillos, rellenos, platos, etc.

- Se comprobó el funcionamiento y la importancia que poseen las columnas en los distintos procesos químicos que se dan en la industria.

- Así como que se estudió la resistencia de una columna en forma de la caída de presión.- Mientras más caudal de agua se inyecte a la columna, mayor es la caída de presión.- En las gráficas 2 y 3 se muestran una mejor tendencia de en la definición de los puntos

de carga e inundación.

V. CUESTIONARIO

- Presentar el esquema de la columna de relleno, indicando a escala las dimensiones y características de la misma.

- Explorar de que factores depende el dimensionamiento de una columna:

Para el diseño de una columna de relleno debemos tener en cuenta conseguir el máximo de transferencia del contaminante con el mínimo consumo de energía y tamaño de la columna. El cálculo principal en el diseño de la columna es la altura de relleno necesaria para conseguir la transferencia de contaminante al líquido deseado, en función del equilibrio que tenga entre gas y líquido. Aunque existen otros parámetros importantes, como son el diámetro de la columna, los caudales de gas residual y líquido, el tipo de relleno y la pérdida de presión.

Para el diseño de una columna de empaque, la mayor influencia en el funcionamiento así como el dimensionamiento, está dada por distribución del líquido, el espacio entre los re-distribuidores dependerá del tipo de empaque. Los platos que soportan el empaque deben tener una fracción de espacios vacíos semejante a la de la columna. La relación entre diámetro de la columna y diámetro del empaque es importante, ya que si los empaques son muy grandes se pueden producir efectos sobre la caída de presión con respecto a los espacios cercanos a la pared d ela columna. El factor de empaque también varía según la colocación de los mismos. No es igual colocar un empaque seco, que cuando la columna está llena de líquido.

VI. BIBLIOGRAFÍA

Robert E. Treybal“OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA”, Editorial McGraw Hill, Segunda EdiciónPágs.: 188-190, 199-200

Ing. Alfredo Arias Jara“FUNDAMENTOS Y APLICACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA”, Primera EdiciónPágs.: 62-64, 66

Robert H. Perry y Don W. Green“MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO”, Editorial McGraw Hill, Séptima EdiciónPágs.: 2-98 (tabla 2.28), 2-100 (tabla 2.29)

http://www.cepis.ops-oms.org

http://plantasquimicas.iespana.es

http://www.cepis.ops-oms.org/

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DEUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE

HUAMANGAHUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIAFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA

QUÍMICA

PRACTICA N° 02

EVALUACIÓN DE COLUMNAS

DOCENTE DE TEORIA : Ing. ARIAS JARA, Alfredo

DOCENTE DE PRACTICA : Ing. ARIAS JARA, Alfredo

CURSO : TRANSFERENCIA DE MASA I

ALUMNOS : CARRASCO SÁNCHEZ, Justidiano

QUISPE ORMEÑO,

Héctor Piero

FECHA DE EJECUCIÓN : 06/10/11

FECHA DE ENTREGA : 13/10/11

AYACUCHO – PERÚ

2011

2º. evaluacion de columnas

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